RU59258U1 - DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS - Google Patents

DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS Download PDF

Info

Publication number
RU59258U1
RU59258U1 RU2006129500/22U RU2006129500U RU59258U1 RU 59258 U1 RU59258 U1 RU 59258U1 RU 2006129500/22 U RU2006129500/22 U RU 2006129500/22U RU 2006129500 U RU2006129500 U RU 2006129500U RU 59258 U1 RU59258 U1 RU 59258U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
ultrasonic
digital
ultrasonic vibrations
radiation pattern
Prior art date
Application number
RU2006129500/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анатольевич Калинчук
Любовь Викторовна Второва
Федор Анатольевич Калинчук
Original Assignee
ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон" filed Critical ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон"
Priority to RU2006129500/22U priority Critical patent/RU59258U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU59258U1 publication Critical patent/RU59258U1/en

Links

Abstract

Устройство относится к электротехнике и предназначено для дистанционной диагностики изоляторов контактной сети железных дорог под напряжением, линий высоковольтных электропередач, электростанций и подстанций и др. Принцип его работы основан на обнаружении и анализе ультразвуковых сигналов, сопровождающих искровые и коронные разряды.The device relates to electrical engineering and is intended for remote diagnostics of insulators of a contact network of live railways, high-voltage power lines, power plants and substations, etc. The principle of its operation is based on the detection and analysis of ultrasonic signals accompanying spark and corona discharges.

Устройство содержит приемник УЗ колебаний с широкой диаграммой направленности, лазерный целеуказатель, оптический визир, усилитель-преобразователь УЗ колебаний, блоки автоматического и ручного регулирования усиления, цифровой диктофон, контрольные головные телефоны, жидкокристаллический индикатор и отличается тем, что дополнительно содержит приемник УЗ колебаний с узкой диаграммой направленности и блок цифровой обработки сигнала, выполненный с возможностью корреляционного анализа спектров поступающих сигналов с образцовыми спектрами различных видов разрядов, содержащимися в энергонезависимой памяти.The device contains a receiver of ultrasonic vibrations with a wide radiation pattern, a laser pointer, an optical sight, an amplifier-converter of ultrasonic vibrations, blocks of automatic and manual gain control, a digital voice recorder, control head phones, a liquid crystal indicator and differs in that it additionally contains a receiver of ultrasonic vibrations with a narrow radiation pattern and digital signal processing unit, configured to correlate the analysis of the spectra of incoming signals with exemplary spec ramie different types of bits contained in the non-volatile memory.

Устройство повышает точность и достоверность определения местонахождения дефектных мест в изоляторах под напряжением.The device improves the accuracy and reliability of determining the location of defective places in live insulators.

Description

Устройство относится к электротехнике и предназначено для дистанционного контроля электротехнического оборудования с целью обнаружения поверхностных частичных разрядов и трещин в изоляторах контактной сети железных дорог, линий высоковольтных электропередач, электростанций и подстанций, а также контроля соединений разъединителей, качества контактов в силовых распределительных щитах и др.The device relates to electrical engineering and is intended for remote monitoring of electrical equipment in order to detect surface partial discharges and cracks in the insulators of the contact network of railways, high-voltage power lines, power plants and substations, as well as control the disconnector connections, the quality of contacts in power distribution boards, etc.

В настоящее время контроль состояния высоковольтных изоляторов, находящихся под напряжением, проводится измерительными штангами или приборами дистанционного контроля [1] (Ю.В.Богданов, В.Г.Рогацкий Вестник ВНИИЖТ, 2003, №3, 28-30 с).Currently, the condition of high-voltage insulators under voltage is monitored by measuring rods or remote control devices [1] (Yu.V. Bogdanov, V. G. Rogatsky Vestnik VNIIZhT, 2003, No. 3, 28-30 s).

Детектирование гирлянд подвесных изоляторов, находящихся под напряжением, измерительной штангой весьма трудоемко и достаточно опасно.Detection of garlands of suspended insulators under voltage with a measuring rod is very laborious and quite dangerous.

Известен ультразвуковой детектор УД-8М [2] (Паспорт и инструкция по эксплуатации УД-8М, Нижний Новгород, 1992, ТОО «Сигнал»), предназначенный для дистанционного определения мест утечек в изоляторах контактной сети железных дорог и ЛЭП. Принцип работы детектора основан на обнаружении ультразвуковых (УЗ) сигналов, сопровождающих искровые и коронные разряды. Направляя детектор на места вероятного местоположения искровых и коронных разрядов, контролируют уровень шумов в головных телефонах. Детектор ориентируют на максимум этого шума. Недостатки детектора - невысокая чувствительность и большой угол раскрыва, что не позволяет точно определить место источника ультразвукового шума.Known ultrasonic detector UD-8M [2] (Passport and user manual UD-8M, Nizhny Novgorod, 1992, Signal LLP), designed for remote location of leaks in insulators of the contact network of railways and power lines. The detector’s principle of operation is based on the detection of ultrasonic (US) signals accompanying spark and corona discharges. By directing the detector to the places of probable location of spark and corona discharges, the noise level in the head phones is monitored. The detector is oriented to the maximum of this noise. The disadvantages of the detector are its low sensitivity and a large opening angle, which does not allow to accurately determine the location of the source of ultrasonic noise.

Несколько лучшие характеристики имеет акустический ультразвуковой детектор «Ингула» [3] (Изобретатель и рационализатор 2003 г. №10), The Ingula acoustic ultrasonic detector has somewhat better characteristics [3] (Inventor and Rationalizer of 2003 No. 10),

содержащий кроме головных телефонов световой линейный индикатор и оптический визир.containing, in addition to headphones, a linear light indicator and an optical sight.

Местонахождение дефекта определяют по максимальному уровню шума в головных телефонах и максимальному числу светящихся фрагментов линейного индикатора. Однако и этот детектор имеет достаточно большой угол раскрыва, что не позволяет точно определить место источника ультразвуковых сигналов, например, в гирляндах подвесных изоляторов.The location of the defect is determined by the maximum noise level in the head phones and the maximum number of luminous fragments of the linear indicator. However, this detector also has a sufficiently large aperture angle, which does not allow to accurately determine the location of the source of ultrasonic signals, for example, in garlands of suspended insulators.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство ультразвукового контроля высоковольтных изоляторов под напряжением [4] (патент на изобретение RU 2262100. G 01 №29/04), принятое за прототип.Closest to the proposed device is a device for ultrasonic testing of high-voltage insulators under voltage [4] (patent for invention RU 2262100. G 01 No. 29/04), adopted as a prototype.

Устройство [4] содержит ультразвуковой детектор, оптический визир, световой линейный индикатор, лазерный целеуказатель, встроенный источник питания, цифровой диктофон, блок автоматической регулировки чувствительности для приема сигнала от ультразвукового детектора. При этом выход блока автоматической регулировки чувствительности соединен с входом блока обработки ультразвукового сигнала, выполненного с возможностью передачи результатов обработки вместе с диктофонными записями в блок долговременной памяти с последующей передачей на компьютер.The device [4] contains an ultrasonic detector, an optical sight, a linear light indicator, a laser pointer, an integrated power source, a digital voice recorder, an automatic sensitivity adjustment unit for receiving a signal from an ultrasonic detector. In this case, the output of the automatic sensitivity adjustment unit is connected to the input of the ultrasonic signal processing unit, configured to transfer the processing results together with voice recorders to the long-term memory unit with subsequent transfer to a computer.

Устройство [4] имеет ряд преимуществ по сравнению с [3]. Однако и оно, имея достаточно большой угол раскрыва (порядка 3°), не позволяет точно локализовать источник излучения ультразвукового шума (местонахождение дефекта).The device [4] has several advantages compared to [3]. However, even having a sufficiently large aperture angle (of the order of 3 °), it does not allow to accurately localize the source of ultrasonic noise radiation (location of the defect).

Для повышения точности и достоверности определения дефектных мест нами предлагается устройство ультразвукового контроля высоковольтных изоляторов под напряжением, включающее приемник УЗ колебаний с широкой диаграммой направленности, оптический визир, лазерный целеуказатель, жидкокристаллический индикатор, усилитель-преобразователь УЗ колебаний, блоки автоматического и ручного регулирования усиления, цифровой диктофон, контрольные головные To improve the accuracy and reliability of determining defective places, we propose a device for ultrasonic monitoring of high-voltage insulators under voltage, including an ultrasonic vibration receiver with a wide radiation pattern, an optical sight, a laser pointer, a liquid crystal indicator, an ultrasonic oscillation converter, automatic and manual gain control units, digital voice recorder

телефоны, интерфейс связи с компьютером, встроенный источник питания, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приемник УЗ колебаний с узкой диаграммой направленности, например, параболический рефлектор с помещенным в его фокусе УЗ микрофоном с диаграммой направленности, составляющей около 1°, и блок цифровой обработки сигнала, содержащий нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок быстрого преобразования Фурье (БПФ), цифровой коррелятор, блок энергонезависимой памяти с образцовыми спектрами, цифровой компаратор, устройство управления и звуковой оповещатель.telephones, a computer communication interface, a built-in power supply, characterized in that it further comprises a ultrasonic vibration receiver with a narrow radiation pattern, for example, a parabolic reflector with an ultrasound microphone placed in its focus with a radiation pattern of about 1 °, and a digital processing unit a signal containing a normalizing amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), a fast Fourier transform unit (FFT), a digital correlator, a non-volatile memory unit with model spectra, a digital co mparator, control device and sound annunciator.

Для наведения на обследуемый объект и его визуального контроля в предлагаемом устройстве может быть встроен видеоэкран, что повышает удобство работы и позволяет исключить лазерный целеуказатель и оптический визир.To point to the object under examination and its visual control in the proposed device, a video screen can be integrated, which increases the usability and eliminates the laser target designator and optical sight.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства. Здесь 1 - приемник УЗ колебаний с широкой диаграммой направленности, 2 - оптический визир, 3 - лазерный целеуказатель 4 - приемник УЗ колебаний с узкой диаграммой направленности, 5 - входной коммутатор, 6 - усилитель-преобразователь УЗ колебаний, 7 - цифровой диктофон, 8 - контрольные головные телефоны, 9 - переключатель автоматическое /ручное регулирование усиления, 10 - ручной регулятор усиления, 11 - блок цифровой обработки сигнала, 12 - жидкокристаллический индикатор, 13 - звуковой оповещатель, 14 - исследуемый объект, 15 - встроенный источник питания (на схеме не показан).Figure 1 presents the structural diagram of the proposed device. Here 1 is a receiver of ultrasonic vibrations with a wide radiation pattern, 2 is an optical sight, 3 is a laser target designator 4 is a receiver of ultrasonic vibrations with a narrow radiation pattern, 5 is an input switch, 6 is an amplifier-transducer of ultrasonic vibrations, 7 is a digital voice recorder, 8 is control headphones, 9 - automatic / manual gain control switch, 10 - manual gain control, 11 - digital signal processing unit, 12 - liquid crystal display, 13 - sounder, 14 - test object, 15 - built-in power supply (on Heme not shown).

На фиг.2 представлена структурная схема блока цифровой обработки сигнала 11(см. фиг.1). Здесь 11.1 нормирующий усилитель, 11.2 - АЦП, 11.3 - блок БПФ, 11.4 - цифровой коррелятор, 11.5 - блок энергонезависимой памяти с образцовыми спектрами, 11.6 - цифровой компаратор, 11.7 - устройство управления.In Fig.2 presents a structural diagram of a block of digital signal processing 11 (see Fig.1). Here 11.1 is a normalizing amplifier, 11.2 is an ADC, 11.3 is an FFT block, 11.4 is a digital correlator, 11.5 is a non-volatile memory block with exemplary spectra, 11.6 is a digital comparator, 11.7 is a control device.

На фиг.3 показан вид гирлянд из четырех тарельчатых изоляторов, обследованных предлагаемым устройством.Figure 3 shows a view of garlands of four plate insulators examined by the proposed device.

Устройство работает следующим образом. Входным коммутатором 3 включают приемник 1 УЗ колебаний с широкой диаграммой направленности. С помощью лазерного целеуказателя 3 или видеоэкрана наводят устройство на различные участки обследуемого объекта 14. Сигналы, обнаруженные при этом приемником 1, передаются в усилитель-преобразователь УЗ колебаний 6, выход которого соединен с входом блока цифровой обработки сигнала 11. Сигналы, поступившие в блок 11, проходят специальную обработку, в том числе с применением корреляционного анализа с образцовыми спектрами различных видов разрядов из блока 11.5 энергонезависимой памяти. Если из результатов анализа следует вывод о наличии дефекта, автоматически включается звуковой оповещатель. Корреляционный анализ спектров поступивших сигналов исключает возможность ошибочных заключений, связанных с посторонними источниками шумов, не являющихся признаками наличия дефекта.The device operates as follows. The input switch 3 includes a receiver 1 ultrasonic vibrations with a wide radiation pattern. Using a laser pointer 3 or a video screen, the device is guided to various sections of the object being examined 14. The signals detected by the receiver 1 are transmitted to the ultrasonic vibration amplifier 6, the output of which is connected to the input of the digital signal processing unit 11. The signals received in block 11 , undergo special processing, including using correlation analysis with sample spectra of various types of discharges from block 11.5 non-volatile memory. If the conclusion about the presence of a defect follows from the results of the analysis, the sound siren automatically turns on. Correlation analysis of the spectra of the received signals excludes the possibility of erroneous conclusions associated with extraneous noise sources that are not signs of a defect.

Для определения точного положения источника УЗ шума на участке, обнаруженном приемником 1, входным коммутатором 5 включают приемник 4 УЗ колебаний с узкой диаграммой направленности и определяют положение источника УЗ сигнала на этом участке по сигналу звукового оповещателя 13 и максимальному уровню сигнала, отображаемому на жидкокристаллическом индикаторе 12. Дополнительно УЗ сигнал можно проконтролировать на слух контрольными головными телефонами 8.To determine the exact position of the source of ultrasonic noise in the area detected by the receiver 1, the input switch 5 includes a receiver 4 of ultrasonic vibrations with a narrow radiation pattern and determine the position of the source of ultrasonic signal in this area by the signal of the siren 13 and the maximum signal level displayed on the liquid crystal display 12 . Additionally, the ultrasound signal can be monitored by ear control headphones 8.

При сильном фоновом шуме, мешающем точной локализации источника УЗ шума, переключателем 9 переходят на ручное регулирование (ослабление) усиления.With strong background noise, which interferes with the accurate localization of the ultrasonic noise source, switch 9 switches to manual gain control (attenuation).

В цифровой диктофон 7 записывают комментарии о проверяемом объекте (номер, расположение объекта, место дефекта и т.д.) и, при необходимости, сам УЗ сигнал, излучаемый обследуемым объектом. Эти записи по интерфейсу связи могут быть переданы на компьютер.The digital voice recorder 7 records comments about the object being checked (number, object location, defect location, etc.) and, if necessary, the ultrasound signal itself emitted by the object being examined. These records can be transferred to the computer via the communication interface.

Совместное использование в устройстве двух приемников УЗ колебаний с широкой и узкой диаграммой направленности повышает быстроту и точность определения места дефекта (источника разряда), а корреляционный анализ сигналов от обследуемых объектов с образцовыми спектрами разрядов, содержащимися в энергонезависимой памяти, исключает возможность ошибок, связанных с присутствием посторонних шумов.The combined use of two ultrasound oscillation receivers with a wide and narrow radiation pattern in the device increases the speed and accuracy of determining the location of the defect (discharge source), and the correlation analysis of the signals from the objects under study with the sample discharge spectra contained in non-volatile memory eliminates the possibility of errors due to the presence of extraneous noise.

При использовании УЗ приемника с узкой диаграммой направленности снижается уровень приема окружающих шумов, что позволяет выявлять источники УЗ шума на большем расстоянии по сравнению с применяемыми аналогами.When using an ultrasonic receiver with a narrow radiation pattern, the level of reception of ambient noise is reduced, which makes it possible to identify sources of ultrasonic noise at a greater distance in comparison with the applied analogues.

Пример.Example.

Предлагаемое устройство было испытано на Алтайской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги. Диагностировались подвесные гирлянды из четырех стеклянных тарельчатых изоляторов контактной сети постоянного тока. Вид этих гирлянд показан на фиг.3.The proposed device was tested at the Altai distance power supply of the West Siberian Railway. Suspended garlands of four glass plate insulators of a direct current contact network were diagnosed. The view of these garlands is shown in figure 3.

Всего было обследовано 120 гирлянд. Из них было выявлено две дефектные. При этом четко было выявлено, какой из четырех тарельчатых изоляторов в этой гирлянде является дефектным.A total of 120 garlands were examined. Of these, two were found to be defective. In this case, it was clearly revealed which of the four plate-shaped insulators in this garland is defective.

Claims (1)

Устройство ультразвукового (УЗ) контроля высоковольтных изоляторов под напряжением, включающее приемник УЗ колебаний с широкой диаграммой направленности, оптический визир, лазерный целеуказатель, жидкокристаллический индикатор, встроенный источник питания, усилитель-преобразователь УЗ колебаний, цифровой диктофон, контрольные головные телефоны, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит приемник УЗ колебаний с узкой диаграммой направленности, выход которого через входной коммутатор соединен с входом усилителя-преобразователя УЗ колебаний, выход которого соединен с входом блока цифровой обработки сигнала, содержащего последовательно соединенные нормирующий усилитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блок быстрого преобразования Фурье (БПФ), цифровой коррелятор, цифровой компаратор, выход которого соединен с входом звукового оповещателя и устройство управления, выход с которого соединен с вторым входом АЦП, вторым входом блока БПФ, входом блока энергонезависимой памяти с образцовыми спектрами, выход которого соединен с вторым входом цифрового коррелятора, и входом жидкокристаллического индикатора.
Figure 00000001
A device for ultrasonic (ultrasound) monitoring of high-voltage insulators under voltage, including a receiver of ultrasonic vibrations with a wide radiation pattern, an optical sight, a laser target indicator, a liquid crystal indicator, a built-in power supply, an amplifier-converter for ultrasonic vibrations, a digital voice recorder, and control headphones, characterized in that it additionally contains a ultrasonic vibration receiver with a narrow radiation pattern, the output of which through the input switch is connected to the input of the amplifier-converter I have ultrasonic vibrations, the output of which is connected to the input of the digital signal processing unit, which contains a series-connected normalizing amplifier, an analog-to-digital converter (ADC), the fast Fourier transform unit (FFT), a digital correlator, a digital comparator, the output of which is connected to the input of a sound siren and control device, the output of which is connected to the second input of the ADC, the second input of the FFT unit, the input of the non-volatile memory unit with exemplary spectra, the output of which is connected to the second input of the digital corrector the radiator, and the input of the liquid crystal indicator.
Figure 00000001
RU2006129500/22U 2006-08-14 2006-08-14 DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS RU59258U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129500/22U RU59258U1 (en) 2006-08-14 2006-08-14 DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129500/22U RU59258U1 (en) 2006-08-14 2006-08-14 DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU59258U1 true RU59258U1 (en) 2006-12-10

Family

ID=37666266

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006129500/22U RU59258U1 (en) 2006-08-14 2006-08-14 DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU59258U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483302C1 (en) * 2011-12-09 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" Method to control energised high-voltage power equipment
RU2816106C1 (en) * 2023-08-31 2024-03-26 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Логотех" Method for non-destructive acoustic control of ceramic support-rod insulators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2483302C1 (en) * 2011-12-09 2013-05-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Метакон" Method to control energised high-voltage power equipment
RU2816106C1 (en) * 2023-08-31 2024-03-26 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "Логотех" Method for non-destructive acoustic control of ceramic support-rod insulators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8474320B2 (en) Method and apparatus for locating cable faults
US7387026B1 (en) Peripheral ultrasonic sensing array system and method
US20060209632A1 (en) General purpose signal converter
EP2975397B1 (en) High frequency acoustic spectrum imaging method and corresponding device
RU2019126552A (en) Damage detection system and method
KR20110055331A (en) Receiving apparatus of ultrasonic waves for detecting degraded components in an overhead distribution line
JP2004514154A (en) Ultrasonic probe
CN105334483A (en) Combination electric appliance built-in ultrahigh frequency partial discharge sensor sensitivity detection device
KR101065910B1 (en) How to check power equipment
CN114323481A (en) Gas multi-source leakage sound image localization method and sound image localization system
CN111537935A (en) High-frequency partial discharge anti-interference function verification method and system
RU59258U1 (en) DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS
KR102025698B1 (en) Ultrasonics wave detecting device performing domain and precise detection for long distance and ultrasonics wave gather apparatus and independence series of sensor module device using in the ultrasonics wave detecting device
CN106053603A (en) Ultrasonic time-domain detection method for pore defect of epoxy casting insulation part
CN109187738A (en) A kind of sulfur hexafluoride gas detection device based on ultrasonic wave principle
Guidorzi et al. A Low-Cost System for Quick Measurements on Noise Barriers in Situ
Núñez et al. Multichannel acquisition system and denoising for the detection and location of partial discharges using acoustic emissions
JP2009236620A (en) Ultrasonic flaw detection method
RU2569415C1 (en) Device for control of live high-voltage equipment
CN106500925A (en) A kind of detecting system of GIS device gas leakage, device and method
KR102311106B1 (en) An Evaluation and Localization System of The Concrete Soundness Based on Mixed Reality through Real-Time Strike Sound Analysis and It's Method
KR20220170653A (en) Partial discharge diagnosis method and device using ultrasonic visualization and phase resolution analysis
CN201273891Y (en) Ultrasonic nondestructive detector used for ceramic insulator
RU2262100C1 (en) Device for ultrasonic testing of high-voltage isolators
RU2670189C1 (en) Device for control of high-voltage equipment under voltage

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150815